Блок питания для шуруповерта 12в вместо аккумулятора с алиэкспресс

Обновлено: 07.07.2024

Что мы имеем: старый шуруповерт Интерскол Да-12ЭР-02 вполне бодро работающий, но с умершими аккумуляторами.

Наша цель: заменить старые аккумуляторы Ni-Cd на новые li-ion

Для переделки по моему варианту нам понадобиться:

- шуруповерт Интерскол Да-12ЭР-02 )))
- паяльник от 60W т.к. менее мощным не пропаяешь
- мультиметр (тестер)
- «кислота паяльная» - вариаций их много, берем с кисточкой

Батарея:

литиевые аккумуляторы 18650, например берем батареи уже с хвостиками. Батареи нам нужны высокоамперныечитать.
плата защиты с балансиром 3S 40A 12.6V 40A lithium battery protection board
провода короткие, но толстые сечение от 1,5
двухсторонний скотч
толстая широкая относительно мягкая прокладка 1.5- 2см

Зарядное устройство (можно не переделывать):

- понижающий DC-DC преобразователь напряжения (XL4015). Статья об этих преобразователях читать
- макетная плата, например. Нам нужна толстенькая плата.
- 4 диода от 100в 3А либо готовый диодный мост, я использовал смотреть. Либо это возьмется с оригинальной платы зарядки.
- конденсатор от 470мкф 35В. Либо это возьмется с оригинальной платы зарядки.
- два светодиода разного цвета 5мм.
- термоклей
- провода различной длины и сечения.
- сверла 2мм

Меры предосторожности:

- при работе с аккумуляторами надо быть предельно осторожными не допуская замыкания их, в момент замыкания в месте контакта возникаю огромные токи, что могут привести к ожогам, повреждению глаз, взрывам и пожарам. А так же выхода из стоя всех комплектующих.
- при работе с кислотой необходимо быть предельно осторожными т.к. она может попасть в глаза на кожу и т.д. последствия могут быть очень печальными.
- производить работы только на отключенном оборудовании от сети питания 220в. Необходимо так же учитывать, что в схемах питания используются конденсаторы, что накапливают заряд и когда вы отключили прибор от сети, это не означает, что плата обесточена…

Поехали:

Если у вас что-то нет из перечисленного списка выше, то лучше не приступать к работам т.к. гемора вы себе создадите больше, чем сделаете работ.

Сборка новой батареи (3шт. 18650):

Предисловие

Можно использовать и 6шт. 18650, что увеличит нашу емкость батареи в два раза, но потребует больший ток заряда, что потребует отказаться от родного блока питания без переделок, и наша зарядка будет длиться ооооооооочнь долго.

Хочу обратить ваше внимание и это очень важно, батарейки на фото не подходят для нашей задачи, это мой косяк, я купил не подумав. Берите исключительно высокоамперные батареи. Но т.к. вариантов у меня не было, я делал на них.

Почему нам нужны высокоамперные батареи – литиевые батареи рассчитаны на использование в определенных условиях заряда разряда, те что на фото допускают их разрежать токами 2С т.е. в данном случае это около 6А.шуруповерт в момент старта потребляет ток от 15А до 25А и при постоянной нагрузке около 10А. Как мы видим мы превысили требования производителя. Высокоамперные батареи рассчитаны на более высокие токи разряда от 10А, что гарантируем нам более долгий срок службы, а так же меньше сюрпризов в будущем от неправильной эксплуатации. О таких батарейках почитайте: читать

Плата с защитой и балансировкой – позволит нам эксплуатировать литиевые аккумуляторы в тех пределах, что рекомендуют производители. Она защитит наши батареи от глубокого разряда, а так же от перезаряда, что для литиевых батарей очень критично и нарушения этого пункта приведет к очень быстрой деградации батареи т.е. потери своей емкости. Так же данная плата имеет схему балансировки, которая призвана уравнивать заряд на каждой ячейки батареи. Наши батареи имеют последовательное соединение, что в ходе эксплуатации приведет к их неравномерному заряду читать, что приведет к см.п.1, но данная плата позволит устранить этот эффект. Представленная плата, модернизированная по просьбе трудящихся и самовосстанавливается при срабатывании защиты.

Сборка:

Внимание! Работа с батареями требует осторожного обращения. Перед началом работ надо уровнять/зарядить все батареи.

Батареи мы используем с уже приваренными хвостиками. Первым делом снимаем защиту с хвостиков, дальше нам надо залудить концы. Залудить без использования кислоты (осторожно) вам не получиться так, что берем кислоту, паяльник и припой и лудим. Лудим с двух концов. Кислоту наносим тонким слоем, этого вполне достаточно в противном случае вы получите брызги в разные стороны.

Если вы купили кислоту без кисточки, то можно перелить ее в тюбик от лака для ногтей или же можно использовать, одноразовый шприц, где вы выдавливаете каплю и тут же ее назад втягиваете, оставляю тонкую пленку. Так же нам надо залудить плюсы первых двух батарей, в данных местах у нас будет производиться соединение батарей между собой.

Внимание! Нам ни в коем случае не стоит допустить перегрев батареи, поэтому берем 60W паяльник или больше мощности и очень быстро лудим плюсовой контакт, припой делам с небольшой горочкой. Паяльник меньшей мощности не позволит вам добиться этих условий вплоть до того, что вы не сможете залудить в принципе и перегреете батарею.

После как вы все залудили, спаиваем последовательно батареи см .рис. На одной из батарей язычок повернут в обратную сторону. Спайку также производим мощным паяльником, просто приложив язычок и прижав жалом паяльника. Вот что должно у нас получиться.

Теперь фиксируем все изолентой или это можно сделать заранее перед пайкой. Клеем двухсторонний скотч для фиксации платы.

Приступаем к припайке батарей к плате.

Внимание! Припаивать надо последовательно от площадки 0в до 12.6в т.е. вначале припаиваем к 0, потом к 4,2, далее 8,4 и т.д.

Разбираем родную батарею. Вытаскиваем старые батареи (Осторожно).

Внимание! Если мы будем использовать родную зарядку, то припаянный температурный датчик необходимо оставить, либо сделать перемычку с минуса на центральный штырь.

Откусываем черную штуку и припаиваемся. Провода нам нужны толстые т.к. токи у нас будут до 25А периодами и более , что при тонких проводах может привести к их возгоранию, а так же мы будем иметь потерю в мощности. Батареи аккуратно уберем в сторону.

Внимание! Использования паролонки не есть хорошо, горючий материал, что может привести к возгоранию, но лучше я ничего не придумал.

Теперь нам нужно найти толстую, широкую относительно мягкую прокладку 1.5- 2см. Я ее оторвал от упаковки некого гаджета. Вырезам по размерам корпуса и кладем ее на дно, клеем двусторонний скотч и приклеиваем батарейки. Фиксируем ту чёрную штуку, торчащий конец должен быть такой длины, чтоб упирался в наши батарейки и давал закрыть корпус с неким натягом. Не перепутайте полярность!

В данном случае, коричневый провод у меня минус, а черный плюс. Коричневый на порядок толще, черного.

Обрезаем провода делая их как можно короче, дабы не терять ток на потерях, но надо учитывать, что нам надо еще припаяется к плате. Припаиваемся и собираем корпус, батарея готова.

Использовать готовую батарею можно с имеющимся зарядным устройством, но:

- есть жалобы на то, что корпус будет очень сильно греться, что многие опасаются. Но в конструкции зарядного устройства используется трансформатор и нагрев для него это нормальное явление. В моих экспериментах при токе 1А он грелся до 60С. В конструкции не предусмотрена система ограничения по току так, что ток в системе может быть в разы выше и нагрев выше. В тоже время теперь нам требуется больше времени на заряд батарей.
- в конструкции зарядного устройства присутствует система ограничения времени заряда и составляет она один час. Т.е. нам придется передергивать батарею для ее полного заряда.
- тяжко будет использовать родную зарядку, если мы решили использовать 6 элементов 18650 т.к. максимальный ток выдаваемый по заявлению производителя должен быть 1.8А . Т.е. длительное использование на токах более этого значения может привести к неизвестным последствиям. Для 3х элементов емкостью 3000мАч и рекомендуемым током заряда от 0,5С -1С (1.5А – 3А) мы укладываемся в параметры зарядника. Для 6 элементов нам надо ток заряда в два раза больше. И да, как я сказал раньше, в заряднике нет схемы ограничения тока заряда т.е. в некий промежуток времени мы будем заряжать свои батареи на приделах возможности зарядника, что терпимо для 3х, но не для 6 элементов.

В принципе это основные нюансы использования родного зарядного устройства.

О родном зарядном устройстве.

На холостом ходу ЗУ выдает нам 19-20В и ток короткого замыкание … не замерил. Производитель заявляет ток эксплуатации 1,8А.

Схема ЗУ SD-C804S найденного на просторах интернета.

Схема имеет, на мой взгляд, ряд некорректных обозначений, но не суть. В схеме нет узлов, которые бы следили и ограничивали бы ток заряда. Но есть схема слежения за напряжением выполнения на микросхеме U1 (не факт, подтвердить работоспособность этого узла не получилось), а так же узел ограничения времени заряда выполненной на микросхеме U2.

Что нам мешает: мешает нам схема ограничения по времени заряда, но ее можно просто отключить, в остальном как бы все устраивает. Но, мне не удалось заставить ЗУ показывать окончания заряда. Включив родную батарею на заряд, загорелся индикатор заряда, но разорвав цепь на аккумуляторе т.е. мы получили на выходе напряжение питания, индикатор так и не погас, а должен был, если окончание заряда регулируется по напряжению на батареи ( я не спец в электроники и понять как это полностью работает не могу ). А для нас это критичный момент т.к. плата защиты наших литьевых аккумуляторов при окончании заряда просто разрывает цепь.

Было много мыслей, как сделать зарядку - от модернизации текущей схемы, с автоматическим выбором какой аккумулятор вставлен старый или новый на простых элементах, до передки все на Ардуино с контролем всего и вся. Но на все это нужно много времени и сил …. Было решено не изобретать велосипед и пойти путем как все.

В качестве контроля заряда был выбран DC-DC преобразователь с контролем тока заряда на микросхеме XL4015 читать

Переделка родного зарядного устройства (жуткий колхоз):

Переделывать будем с расчетом возможности заряжать старый тип аккумуляторов.

Берем нашу китайскую плату, подключаем ее к лабораторному БП выставляем 19в, либо разбираем зарядку и цепляемся на выходы диодов.

Крутим подстроечный резистор напряжения и выставляем напряжение на выходе 15В т.к. родные Ni-Cd батареи имеют напряжение полного заряда 1,4в-1.5в, а их у нас 10. Для новой сборки батарей этот параметр безразличен, главное больше 12.6в.

UPD: Плата защиты с балансиром сама отключает батареи при превышении напряжения на аккумуляторах 12.6В, поэтому напряжение 15В нам не важно. Оно нам важно при зарядке старых аккумуляторов т.к. там нет платы защиты.

Переключаем мультиметр в режим измерения тока. Выкручиваем подстроечный резистор тока против часовой стрелки (вроде в эту сторону) до конца т.е. выставляем минимальный выходной ток. Подключаем концы мультиметра к выходу, замыкаем цепь, выставляем ток в 1А. Чем больше ток, тем быстрее будет заряжаться наша батарея, но и греться все будет больше. Не выставляете больше 1.5А от греха подальше. Настройка платы на этом закончена.

Разбираем наше ЗУ. Для внедрения новой платы нам надо будет распаять родную плату ЗУ, убрать все кроме двух светодиодов, диодного моста, и сглаживающего конденсатора, а так же самого разъёма для батарей. Это делается потому, что новую плату мы не сможем воткнуть т.к. мешает обвес платы. Я решил оставить в целости оригинальную плату и сделать колхоз.

Берм макетную плату, диодный мост, конденсатор, два светодиода либо выпаиваем все это с родной платы. Так же выпаиваем контактные разъёмы.

Далее нам надо на макетке собрать см. рис. (как смог) то, что обведено черной линией.

И запаять наши светодиоды как на рисунке. Коричневый это у нас минус, а оранжевый это плюс (провода какие были). Чтоб у нас не отламывалось провода в месте пайки, мы их зальем термоклеем. Все запаиваем по схеме. Не перепутайте полярность конденсатора и всех подключений. Светодиоды в корпусе крепим на термоклей.

В результате имеем вот такой колхоз.

Теперь все проверяем, собираем и пользуемся. У меня защита с данной платой не срабатывает от нажатия, но рукой, возможно, заставить ее сработать. Лампа заряда выключиться когда ток заряда будет меньше 10% от установленного т.е. менее 0.1А

Дополнение от 15.09.20:

Шуриком я пользуюсь не часто и после переделки поработал раза три. И вот сегодня поставив на зарядку батарейную сборку, через пару часов услышал хлопок. Вскрыв корпус обнаружил потек одной из банки, при этом все аккумуляторы оказались разряженные в ноль и при попытки их зарядки внешним источником, они не брали заряд. Плата БМС не имеет никаких внешних повреждений и коротких замыканий в основных точках.

Что произошло я так и не понял да и выяснять пока желания нет. Заказ себе новый шурик ИНТЕРСКОЛ ДА-10/14.4Л3, 1.5Ач [383.0.2.00]

Как вариант, я думаю, в будущем платы БМС брать не от непонятных китайцев, а взять клоны БМС от реально существующих шуриков.

Года три у меня уже трудится безымянная аккумуляторная дрель-шуруповерт, купленная в Леруа-Мерлен за смешные 400 рублей. Акумы в ней конечно же никель-кадмиевые, очень слабенькие, но год они продержались достойно. сейчас уже не держали совсем, невозможно даже просверлить несколько отверстий в листе металла 1 мм. Короче решил погуглить что можно сделать. Выход: переход на литий-ионные батареи, которые в разы лучше.
Немного теории, как я понимаю сам.
Литиевые батареи очень требовательны к зарядке и в целом к эксплуатации. Ни в коем случае нельзя перезаряжать, потому что могут перегреться и выйти из строя и даже взорваться. Зарядное напряжение должно составлять максимальному напряжению одного акума, то есть обычный акум 18650 будет нормально заряжаться напряжением 4,2 вольта. Разряд батареи ниже 2,9 вольта тоже приводит к выходу из строя батареи. В общем для контроля всего этого нужна специальная BMS плата и доработка зарядного устройства.
Переделку разделю на 2 части: доработка батареи и доработка зарядного устройства.
Вот так собственно выглядит мой чудо агрегат.

Где-то меясц назад заказал с али плату BMS и плату стабилизации напряжения и тока. За обе платы вышло 230 рублей.

Акумуляторы на литие достал из староой батареи от своего ноутбука, их там было 6 штук, общая емкость батареи была 4000 амперчасов. Мне нужно 3 банки, то есть 4,2 х 3 = 12,6 В. 3 банки еще будут в запасе. Изоляция акумов при разборке пострадала, обмотал их аккуратно изолентой.

Начну переделку с батареи. В первую очередь разобрал и достал стопку никеливых банок.

Верхние 2 банки нужны, потому что на них держаться контакты батареи, подпаял к контактам пару проводов, контакты банок заизолировал.

Для этого используем мощный паяльник 100Вт. Пластик хорошо плавится. Остатки удаляем круглогубцами и до необходимой формы отверстия дорабатываем мини-дрелью с необходимыми насадками.

Аналогичным образом делаем отверстия для оставшихся двух штекеров.

Монтаж трансформатора

Ввиду того, что имеющийся в наличии трансформатор, немного (на 4 мм) не входил в аккумуляторный отсек, то было решено увеличить последний путем выдавливания при нагревании пластмассы. ABS-пластик заметно размягчается после 100 градусов по Цельсию.

Закрепляем блок вместе с трансформатором с помощью трех струбцин и остатков ДСП. Постепенно подогреваем строительным феном пластик и подкручиваем параллельно ручки струбцин. Добиваемся нужной степени выдавливания и даем пластику остыть. После этого снимаем нагрузку.

В результате получаем приемлемую форму блока.

Монтаж и тестирование «электронной начинки»

Схема соединения элементов достаточно проста.

Трансформатор — диодный мост — стабилизатор напряжения — конденсатор.

На транзистор был закреплен радиатор для отвода тепла.
Дополнительно подключен вентилятор для улучшения циркуляции воздуха.
Также впоследствии сделал десяток отверстий в корпусе для улучшения циркуляции воздуха.
Конденсатор был помещен в вертикальную часть блока.
Напряжение на выходе было выставлено 14,4В

Штекера и защита от переполюсовки в корпусах шуруповертов

В проводку внутри шуруповертов был добавлен диод для защиты от переплюсовки.

Финишные фото

Результат

Напряжение питания на выходе БП без нагрузки = 14,4В.
На холостом ходу при подключении одного шуруповерта =12,8В (ток 1,3А)
В рабочем режиме ток приближается к 3А.

На холостом ходу при подключении двух шуруповертов =10,2В

Для использования БП были спаяны три кабеля питания длиной: 2,7 м, 4,9 м, 10,4 м.
Падение напряжения при их использовании соответственно: 0,2В — 0,3В — 0,9В (при холостом ходу, т.е. ток 1,3А)

Температурный режим при работе двух шуруповертов в режиме ХХ в течении трем минут удовлетворительный. Температура поднялась до 55 градусов по Цельсию.

Шуроповерт считается незаменимым аппаратом для специалистов, работающих им постоянно и для любителя, выполняющего отдельные виды работ. Этот инструмент стал лучшей альтернативой для отвертки, которая очень медленно справляется со своими обязанностями. С шуруповертом: «Вжик, вжик – и все готово!»

Однако со временем бодрые возгласы инструмента ослабевают, и он работает хуже, чем прежде. Зарядка показывает, что все в порядке, а работа замедляется, ухудшается. Это указывает на то, что износился блок питания. Его можно заменить, купив новый. Но это – самый лёгкий и дорогостоящий вариант. Мы выбираем другой путь! Попробуем поменять свою промышленную аккумуляторную батарею на другой блок питания.

ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:
Как выбрать шуруповёрт по параметрам и остаться довольным покупкой

Конструкция прибора по выкручиванию и закручиванию шурупов

Перед началом переделки нужно ознакомиться с конструкцией шуруповёрта. Он состоит из:

корпуса;
аккумуляторной батареи с диапазоном питающих напряжений для марок инструмента от 12 до 18 вольт;
двигателя постоянного тока;
кнопки запуска;
регулятора усилий;
регулятора оборотов вращения с реверсом;
планетарного или обычного редуктора;
рукоятки изменений направления движения.

На фото 1 представлена конструкция шуроповерта.

Процесс подготовки

Попытаемся изготовить блоки питания для шуруповерта 12в и 18в своими руками. Перед началом работ надо ознакомиться с теми показателями мощности и напряжения питания, которые представлены в документации оригинала или на корпусе. Затем нужно определиться с использованием подходящего сетевого блока питания по размерам. В старом устройстве нужно вынуть все содержимое, измерить размеры внутренней части.

Действия при замене блока питания для шуруповерта 12в и 18в своими руками

Найти подходящий источник питания можно на рынке или у кого-то из знакомых. При выборе обращают внимание на его надежность, легкость, габариты. Для этого подойдет:

батарея питания от ноутбука или другой спецтехники;
зарядка для автомобильных аккумуляторов;
БП от старого компьютера;
самодельный БП.

Сначала надо проверить его работоспособность, а затем разобрать. Корпус, скрученный шурупами, легко демонтируется. Склеенный корпус разбирают, простучав по шву молотком. В этом случае может понадобиться тоненький ножик. Его ставят острой стороной на рубец и с аккуратностью стучат по нему тяжелым предметом.

Следующим этапом является отделение шнуров и выводов от электровилки. Сделать это проще всего электропаяльником. Туда, где были спрятаны внутренности прибора для выкручивания и закручивания шурупов, помещают внутренности с новой батареи. Провод для работы от электросети выводится через отверстие и припаивается к блоку питания при условии соблюдения правил полярности. Провода изолируют. Затем корпус собирается, а переделанный инструмент проверяют на деле.

После переделки, изменились характеристики устройства. Работа от электросети не дает мгновенного достижения максимальности крутящего момента. В связи с тем, что увеличивается мощность прибора, шуроповерт быстрее нагревается. Потому при работе с этим инструментом следует делать перерывы каждые 15-20 минут. Не стоит забывать также о качественной изоляции и заземлении. Благодаря своим действиям, вы получили инструмент, исправно работающий от батареи и от электричества (в случае с ноутбуком) или только от электроэнергии.

Преимущества

Замена блока питания для шуруповерта 12в и 18в своими руками сэкономит ваши деньги и принесет удовлетворение от полученного результата. Правда, не всегда можно пользоваться этим инструментом без электрической розетки. Во всем остальном – только положительные моменты.

Вывод

Читайте также: